МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ РЕЧНОГО СТОКА В КАЗАХСТАНСКОЙ ЧАСТИ БАССЕЙНА РЕКИ ИЛЕ Текст научной статьи по специальности «Физика»

КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ

Гидрометеорология и экология № 2 2017

УДК 556.048

PhD К.Т. Нарбаева 1

МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ РЕЧНОГО СТОКА В КАЗАХСТАНСКОЙ ЧАСТИ БАССЕЙНА РЕКИ ИЛЕ

Ключевые слова: годовой сток, метод момента, метод наибольшего правдоподобия, графоаналитический метод

Эффективное использование Капшагайского водохранилища требует осуществления водохозяйственных мероприятий в широких масштабах. Одним из основных водохозяйственных мероприятий, является расчет и определение статистических параметров стока рек, который поступает в водохранилище. В данной статье предлагается оптимальный метод для определения гидрологических характеристик стока р. Иле.

Озера Балкаш (Балхаш), один из крупных внутриматериковых водоемов мира, обязано своим существованием рекам, стекающим со склонов Илийского (Заилийского) и Жонгарского (Джунгарского) Алатау. Самой крупной является р. Иле (Или), на долю которой приходиться почти 80 % притока в Балкаш, в том числе некоторое количество в Капшагайское водохранилище [3].

Сейчас происходит деградация дельты р. Иле Площадь дельты сократилась более чем в три раза. Из 16 дельтовых озер остались только 5. Значительно сократились площади сенокосных угодий, тугайных лесов и как следствие сократилось биологическое разнообразие. Более чем в три раза сократилось поголовье овец и коз, а потребление мяса на душу населения упало с 77 до 45 кг/год [1]. Животноводство превращается в убыточную отрасль.

Большой ущерб нанесен рыбному хозяйству. Снизились плодородие пойменных почв и урожайность сельскохозяйственных культур, сокращено производство овощей и фруктов, гибнут тугайные леса. Из-за вырубки лесов и пожаров горные участки сильно оголены, что приводит к снижению и перераспределению поверхностного стока. Сокращение стока может произойти в результате стаивания ледников, вызванного их загрязнением и потеплением климата, что также будет способствовать усилению засушливости и даль-

1 КазНУ им. аль-Фараби, г. Алматы, Казахстан

нейшему опустыниванию территорий. По экспертным оценкам процессы опустынивания уже охватили около 1/3 площади бассейна.

Поэтому для эффективного использования Капшагайского водохранилища требуется осуществление в широких масштабах водохозяйственных мероприятий. Одним из основных водохозяйственных мероприятий является расчет и определение статистических параметров стока рек, которые поступают в водохранилище.

Для определения статистических характеристик годового стока используются такие методы, как метод моментов, графоаналитический метод, метод наибольшего правдоподобия. Для полного анализа и возможности дать точное определение необходимо выполнить расчет внутри-годового распределения методом компоновки.

Исследуемой рекой является Иле. Для более точного определения взят пост, который имеет наиболее длительный период наблюдения (около 100 лет) - р. Иле - 164 км выше Капчагайской ГЭС, площадь водосбора 111000 км2. Все расчеты были выполнены в соответствии с методическим пособием [2].

Метод момента. Определяется среднемноголетняя величина стока реки:

1=п

I а

аср =

п

где а^ - среднегодовой расход реки за 7-ый год, п - общее число лет наблюдения.

Средняя квадратическая ошибка нормы годового стока вычислялась согласно рекомендациям СНиП 2.01.14-83 [4]:

С И+Т

•100%,

1п V1 - Г

где £д - относительная средняя квадратическая ошибка средней многолетней величины ряда;

1

е =

п(1 + С2)

п + 4С2 V

2

21 ^ т т,2\

100%.

1+3С-г

1+г

-V ' V * ' ' У

Если £С £ 10. ..15 % , то считается, что ряд достаточный для подсчета С„.

Если £с > 10. ..15 % , то считается ряд недостаточным для вычисления Сч. В данном случае £с квадратическая ошибка не превышает

10 %, в этом случае ряд наблюдений достаточен для вычисления Су .

Коэффициент вариации годовых расходов может быть установлен:

(

С

а1 +-

1

Л (

V

+

а2 П У

а3 +-

1

Л

(

■ СV +

V а4П У V

где ах, а2, а3... а6 - эмпирические параметры, устанавливаемые из

СНиП 2.01.14.83, Cv - смещенный коэффициент изменчивости годового стока, определяемый:

(Ёл-«2 , а

Cv = ^ —-, где к1 = — - модульный коэффициент.

п -1 Оо

Средняя квадратическая ошибка изменчивости годового стока устанавливается по формуле, полученной из расчетов, приведенных в табл. 1.

Таблица 1

Характеристика годового стока и расчет статистических параметров р. Иле - 164 км выше Капчагайской ГЭС методом момента

а5 +-

1

Л

абП у

Период наблюдения п Р, км2 00, м /с М 0, дм (с-км ) г С.V % £С, , %

1910.2006 96 111000 448,145 4,0 0,3 0,24 2,7 7,4

Для сопоставления данных расчета методом момента необходимо, выполнить другой расчет методом наибольшего правдоподобия, и графоаналитическим методом.

Метод наибольшего правдоподобия.

Л Л

Ё К

-0,643

п -1 95 ¿к ■ к,

■ -0,006.

0,847

0,008.

п -1 95

Графоаналитический расчет. С кривой обеспеченности годовых величин стока р. Иле снимаем значения расходов воды различных обеспе-ченностей: О5, 050, 095, соответствующих Р = 5 %, Р = 50 %, Р = 95 %.

05 + 095 - 2050

05 - 095

1=1

г =1

где £ - коэффициент скошенности.

О а - 695 О б

Оп =-, где О6 - ошибка нормы стока.

6 Ф5 - Ф95 6

бс = 65% - Ф50%°е , где число Фостера (Ф) при Р = 50 % определяется с помощью таблицы заимствованной из [3]

с

С 6с'

Таблица 2

Статистические параметры, полученные графоаналитическим методом

Период наблюдений 00, м3/с с, S Sq , м3/с

1910...2006 448,145 0,13 1,0 0,29 93,75

Выводы:

1. Рассчитаны статистические характеристики годового стока р. Иле -164 км выше Капчагайской ГЭС, тремя методами: момента, наибольшего правдоподобия и графоаналитическим.

2. Автор предлагает рассчитывать годовой стока р. Иле по методу момента.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Достай Ж. Д. Управление гидроэкосистемой бассейна озера Балхаш. -Алматы: 2009. - 236 с.

2. Зэуiрбек Э.К., Нарбаев Т.И., Калыбекова Е.М. Методическое пособие по определению расчетных гидрологических характеристик - Алматы: КазНА, 2010. - 121 с.

3. Проблемы гидроэкологической устойчивости в бассейне озера Балхаш / Под ред. А.Б. Самаковой. - Алматы: Каганат, 2003. - 584 с.

4. СНиП 2.01.14-83 Определение расчетных гидрологических характеристик - М.: Стройздат, 1985. - 36 с.

Поступила 3.04.2017

PhD докторы К.Т. Нарбаева

ЦАЗАЦСТАНДАГЫ 1ЛЕ ЭЗЕШ БАССЕШНШЩ вЗЕН АГЫНДЫСЫНЬЩ АНЬЩТАУ ЭД1С1

Тушн свздер: жылдьщ агын, сэттердщ эдю, ец ьщтималдыгы эдюь графикальщ-аналитикальщ эдiс

Сонды+тан, Капшагай су +оймасын muiMdi пайдалану уш1н, су шаруашылы+ шараларды пайдалануды талап emedi. Осы

mapanapdu/ 6ipi, cy +oüMacuna SKen m^mun 03en asunducunu/ eudponoeuanbi+ cunammaMarnpbin dypwc anbi+may óonbin ma6bwadu. Ma+arnda, he 03eniniy eudponoeumu+ cunammaMarnpbin anu+maydu/ muiMdi sdici ycununadu.

Narbayeva K.T.

METHOD OF DEFINITION THE RIVER FLOW IN THE ILE RIVER BASIN OF KAZAKHSTAN

Keywords: annual flow, moment method, method of the greatest credibility, graphic-analytical method

Therefore, the efficient use of Kapshagai reservoir requires the implementation of large scale water management activities. One of the main water management activities, which inflow to reservoir is the calculation and determination of statistical parameters of runoff. In this paper we propose the optimal method to determine the hydrological characteristics of a river's flow silt.